镶片式齿轮滚刀结构设计 摘要 本文对滚刀结构、工作原理进行分析。设计的基本思路是：在刀体上开出容屑槽，槽的一面和刀片的底部各有一定角度的斜面。在热处理后，刀槽与刀片的精度较高均需磨削过，然后把刀片压入刀槽内，再压入楔片紧固，并在滚刀的两头磨出刀片和刀体共有两个圆柱形凸肩，再把压紧环加热到一定温度，套到凸肩上去，压紧环冷却后，孔径减小，因而紧紧地把刀片压在刀体上，然后再用螺栓把压紧环紧压在刀体的端面上。对于滚刀的测量装置，设计的测量滚刀的齿形误差，检测装置的横向和纵向运动的实现，采用步进电机驱动丝杠，带动工作台运动；检测装置精度的保证，采用斜轨道来测量 夹角；被测滚刀分度精度，采用脉冲电机保证分度精度。
关键词 ：滚刀、测量装置、设计、工艺制造
Imbedded gear hob design ABSTRACT This paper carries on the analysis to the structure, working principle of hob.The basic idea is: on the cutter body open groove, bevel groove on one side and the bottom of the blade is in a certain angle.After heat treatment, the knife groove contact with the blade grinding are required, and then pressed into the knife blade groove, is pressed into the wedge fastening, and the two hob grinding blade and cutter body consists of two cylindrical convex shoulder, the clamp ring is heated to a certain temperature, to shoulder the pressing ring up, after cooling, the pore size decreases, so tightly to the blade on the knife body, and then use the bolt to the pressing ring is pressed on the end surface of the knife body.For the measurement of gear hobs, tooth profile error measurement of hob design, to realize the detection device of the horizontal and vertical motion, using the stepper motor to drive the screw, drive the workbench movement;ensure the detection device to measure precision, To measure the inclined orbit angle inclined orbit;the measured hob indexing accuracy, using pulse motor indexing accuracy.Key Words : Manufacturing Hob, Measuring Device, Design, Process
目 录 1 绪论...................................................................................................................1 1.1 选题背景及目的..............................................................................................................1 1.2 滚刀技术的发展..............................................................................................................1 1.3 课题研究方法..................................................................................................................2 1.4 课题研究内容..................................................................................................................2 2 滚刀分析...........................................................................................................3 2.1 齿轮滚刀优缺点..............................................................................................................3 2.2 齿轮滚刀的工作原理......................................................................................................3 2.3 齿轮滚刀的结构形式......................................................................................................4 2.4 对齿轮滚刀的几何形状要求..........................................................................................5 2.5 滚刀的最小长度应满足三个要求..................................................................................5 2.6 滚刀计算长度还需要进行修正......................................................................................6 3 齿轮滚刀的结构设计与计算...........................................................................7 3.1 设计参数..........................................................................................................................7 3.2 齿轮滚刀结构设计与计算..............................................................................................7 3.2.1 齿形部分设计与计算................................................................................................7 3.2.2 刀体部分设计............................................................................................................9 3.2.3 刀片部分设计..........................................................................................................12 3.2.4 楔片设计..................................................................................................................13 4 齿轮滚刀刀体制造.........................................................................................14 4.1 刀体毛坯的选择............................................................................................................14 4.1.1 毛坯尺寸确定..........................................................................................................14 4.1.2 刀体余量部分..........................................................................................................15 4.2 刀体机械加工工艺规程拟定........................................................................................16 4.3 刀体加工工序分析........................................................................................................17 5 齿轮滚刀检验标准.........................................................................................36 5.1 齿轮滚刀的检验标准....................................................................................................36
6 检测装置的设计.............................................................................................37 6.1 检测装置总体方案设计................................................................................................37 6.1.1 系统运动方式确定..................................................................................................37 6.1.2 伺服系统的选择......................................................................................................37 6.1.3 执行机构的确定......................................................................................................37 6.1.4 系统的工作原理......................................................................................................38 6.1.5 设计方案的可行性分析..........................................................................................38 总 结................................................................................................................39 致 谢................................................................................................................40 参考文献............................................................................................................41
镶片式齿轮滚刀结构设计 1 绪论 1.1 选题背景及目的 齿轮刀具无论从设计计算还是从加工制造上来看都是所有刀具中最为复杂的一种。齿轮刀具种类繁多，各有特点。目前，对于齿轮刀具的设计与制造，许多问题尚待深入研究解决。而要想真正掌握各种齿轮刀具的设计与制造，还必须对各种齿轮的啮合原理加以深入的研究。齿轮刀具的外形复杂，为减少齿形误差，有些刀具目前采用零度前角和较小的后角。为了提高切削加工效率，提高齿轮质量和刀具寿命，创新的切齿方法及新的齿轮刀具，研究齿轮刀具的设计理论和设计方法，改进刀具的几何角度，制定刀具的合理公差等，是有现实意义的。
1.2 滚刀技术的发展 随着数控滚齿技术和刀具涂层技术的快速发展，齿轮滚刀的结构设计也在不断变化，主要体现在以下方面：①由于滚齿速度的不断提高，正前角滚刀的切削性能优势已不明显，加上正前角滚刀的齿形较复杂，制造精度不易保证，因此正前角滚刀结构正逐渐被淘汰，而代之以零前角滚刀结构。目前除日本 NACHI 公司还少量生产正前角滚刀外，国外其它齿轮生产厂几乎已不生产正前角滚刀。②滚刀头数的确定主要考虑滚齿加工效率的要求，滚刀的外径、长度、槽数等参数则需根据刀具寿命来确定。设计滚刀时，通常首先确定每个刀齿的切削长度，再按重磨一次需加工的工件数确定滚刀的有效切削齿数，最后确定滚刀的外径、长度、槽数等。③近年来，由于滚齿机快进、快退速度的提高，小径滚刀进退刀耗时少的优势已不明显，因此滚刀直径的确定主要取决于齿轮结构和槽数的要求。④为提高加工效率，对于同一齿轮轴上需滚齿加工的不同齿轮，要求可在同一台机床上一次安装依次加工完成，这就要求一把滚刀上有多段不同规格的滚刀齿形，即将多把滚刀集成为一体。
1.3 课题研究方法 齿轮滚刀一般是指加工渐开线齿轮所用的刀具，它是按螺旋齿轮啮合原理加工齿轮的。由于被加工的齿轮是渐开线齿轮，所以它本身也具有渐开线齿轮的几何特征。着手设计时，必须从实际情况出发，有机结合齿轮传动形式，力求设计出结构简单，工作可靠，成本低，效率高，维修方便的齿轮滚刀。
1.4 课题研究内容 一、齿轮滚刀的结构分析，确定设计方案。
二、镶片式齿轮滚刀的结构设计与计算。
三、镶片式齿轮滚刀的机械加工工艺规程设计。
四、主要零件的结构设计。
五、测量装置的设计。
2 滚刀分析 2.1 齿轮滚刀优缺点 一、生产率高，主要是齿轮滚刀连续进行切削工作这个特点上，而形成刀具。
二、可以加工同模数不同齿数齿轮：
1 ．与盘状铣刀比较：不要求一定模数的齿轮有一定的铣刀数，因此少了牌号和加工送刀的麻烦。
2 ．与插齿刀比较：不用考虑刀具、工件齿数的限制，因为这里没有干涉根切的严重问题。
三、加工齿距准确，不像插齿刀会产生累积误差。
四、可加工出齿轮的过度曲线,因为是连续展切。
五、可加工大模数齿轮。
2.2 齿轮滚刀的工作原理 滚齿加工是在滚齿机上进行的，滚刀安装在刀架上的滚刀杆上，刀架可沿着立柱垂直导轨上下移动。工件则安装在心轴上。
1．切削运动（主运动）即滚刀的旋转运动，其切削速度由变速齿轮的传动比决定。
2．分齿运动 即工件的旋转运动，其运动的速度必须和滚刀的旋转速度保持齿轮与齿条的啮合关系。其运动关系由分齿挂轮的传动比来实现。对于单线滚刀，当滚刀每转一转时，齿坯需转过一个齿的分度角度，即 1/z转（z 为被加工齿轮的齿数）。
3．垂直进给运动 即滚刀沿工件轴线自上而下的垂直移动，这是保证切出整个齿宽所必须的运动，由进给挂轮的传动比再通过与滚刀架相连接的丝杆螺母来实现。
在滚齿时，必须保持滚刀刀齿的运动方向与被切齿轮的齿向一致，然而由于滚刀刀齿排列在一条螺旋线上，刀齿的方向与滚刀轴线并不垂直。所以，必须把刀架扳转
一个角度使之与齿轮的齿向协调。滚切直齿轮时，扳转的角度就是滚刀的螺旋升角。滚切斜齿轮时，还要根据斜齿轮的螺旋方向，以及螺旋角的大小来决定扳转角度的大小及扳转方向。
• 图 2.1 2.3 齿轮滚刀的结构形式 一、整体齿轮滚刀：高速钢材料，套装式结构，轴肩与内孔同心，齿轮滚刀大多为单头，螺旋升角较小，加工精度较高；粗加工用滚刀有时做成双头，以提高生产率。
图 2.2 整体式滚刀结构
二、镶齿齿轮滚刀：齿轮模数较大时，做成镶齿结构，既节约高速钢，又使刀片易锻造，提高性能和使用寿命。
图 2.3 镶片式滚刀结构 2.4 对齿轮滚刀的几何形状要求 一、按照渐开线螺旋齿轮啮合原理，齿轮端截面中的齿形线应该是渐开线。因此，齿轮的基本蜗杆应是渐开线蜗杆。
二、按照渐开线螺旋齿轮啮合原理，共轭齿轮的法向基圆齿距应相等。在一般情况下，法向基圆齿距相等也就是分圆法向齿距和法向压力角分别相等，即齿轮滚刀分圆柱螺纹法向剖面中的齿距，齿形角也分别等于被切齿轮分圆法向齿距和齿形角，滚刀的法向模数 M 应等于被切齿轮法向模数 Mn（M 又为齿轮滚刀的公称模数）。
2.5 滚刀的最小长度应满足三个要求(1)滚刀端头的刀齿载荷不应过重；(2)滚刀能完整地包络出被加工齿轮的全部齿形；(3)滚刀应有充分的“窜刀”长度。
2.6 滚刀计算长度还需要进行修正（1）由于滚刀的刀齿是按螺旋线分布的，所以边缘上的几个刀齿是不完整的刀齿，为了使它们不参加切削，就应该把滚刀长度加长些。
（2）加工直齿齿轮时，由于滚刀轴线与工件端面倾斜角度，滚刀与齿轮坯的切削区域便加大了，因而滚刀长度必须相应的增加。但是，由于加工直齿轮时一般不超过6˚~7˚，这一项修正的影响不超过 0.6%，可以不予考虑，但当加工斜齿齿轮时，如果滚刀轴线与工作面的夹角较大，必须考虑增加滚刀的长度，或在滚刀上作出切削锥部。
（3）滚刀的轴台是用于检验滚刀安装跳动的基准，为了便于测量，单边轴台长度应不小于 4-6mm。
（4）为了使滚刀整个长度上的刀齿磨损均匀，滚刀可沿轴向窜刀，以增加每次重磨间的寿命，所以计算滚刀的长度时还应考虑增加一定的窜刀长度。可取轴向窜刀位置为2~3 个。
3 齿轮滚刀的结构设计与计算 3.1 设计参数 滚刀模数 m=20 被切齿轮压力角 = 单齿排列 镶片式 齿数 Z=10 3.2 齿轮滚刀结构设计与计算 3.2.1 齿形部分设计与计算 法向齿距 = m= 20=62.83mm 法向齿厚 = = =31.42mm 齿顶高 =(+)m=(1+0.25)20=25mm 齿根高 = m=(1+0.25)20=25mm 齿全高 h= + =25+25=50mm
齿顶圆角半径 =0.3m=0.3 20=6mm 齿根圆角半径 =0.3m=0.3 20=6mm 滚刀外径 D+2h+2m+2s 式中：m——刀壁厚度，取 m=25mm S——刀片深入刀体部分，取 s=25mm D+2h+2m+2s=60+2 +2 +2 =260mm 取 后角铲背量 K=——滚刀顶刃后角，一般取 Z——滚刀齿数，取 Z=10 K= = =16mm 分度圆直径 = 2(0.2-0.4)K=260 2 25 0.2 =206.8mm 分度圆螺旋升角 = = =0.0967——滚刀的螺纹头数，取 =
轴向齿距 = = =63.15mm 轴向齿厚 = = =31.58mm 螺旋槽导程 = = =6764mm 对于 m 而需要铲磨齿形的滚刀，应该再滚刀齿根槽底部做出浅槽，以免铲磨侧面时砂轮与滚刀齿根相碰。
查表[1] 5-3 =6mm =1.5mm =1mm 3.2.2 刀体部分设计 与压紧环一起设计 1．刀体外径 2 当刀片厚为 25mm时 260 =250mm 取 =248mm 内经 D=60mm 2．刀体长度 13m =260mm
取全长为 =320mm 3．键的选择 查表[1] 5-16 =60mm = mm = mm =1.2mm =62mm =2.5mm =2.5mm 4．压紧环 根据以上尺寸，绘图确定 图 3.1 压紧环 5．刀体轴台外径及长度 长度为 13mm比压紧环伸出部分大 1mm 外径绘图可知为 154mm。
6．中心到底槽 h取 55mm 7．齿间角 取
8．刀体齿顶高、齿厚、齿全高计算 齿顶高 = =20.6mm 齿厚 先计算在中经上侧面铲背值 刀片厚度为 25mm 顶刃铲背值为 = 侧面铲背值近似为 = =1.5mm = 2 =31 =25mm 齿全高 刀体齿根应比刀片齿根低 2-3mm，刀片铲后工作部分约为 50mm。
刀体齿全高为 = =42mm 9．刀体齿槽斜角计算 = = =0.0905 H——刀片全高
3.2.3 刀片部分设计 图 3.2刀片
H=75mm N=25mm =49mm =51mm 刀片全长 L=296mm 3.2.4 楔片设计 图 3.3楔片 楔片一端厚为 5mm 长度为 230mm 230 =4mm 另一端余量 5-4=1mm 可以允许。
4 齿轮滚刀刀体制造 4.1 刀体毛坯的选择 刀体开槽后，齿根部分很弱，因此，取用质量较好的 40Cr，用这种材料的另一个优点，是当一个刀片用坏后换刀经过修整，刀体能再用。
刀体毛坯种类的选择 取模锻料，锻造质量足以保证刀体的要求。
4.1.1 毛坯尺寸确定 因为外径很大，留量很多，根据公式：
毛坯余量 = K Z H——平面度，对模锻件，取 H=0.225 T——缺陷层，取 T=1——模锻件公差，按精度等级 8 级，取 C——工件变形 C = m，伸出 160，只用卡盘装卡时 m =1-2，因为工件外径很大，C一定很小，取 m =1 C =1 =0.32——径向定位误差
M——公称直径 =1.26——轴向定位误差 b 取 1 =0.32 K——考虑到误差重合的系数，取 K=0.9 Z——其他工序余量，这里只精车外圆即可，取 Z=1.7 4.1.2 刀体余量部分 查表[2] 8—16 确定 1．淬火后磨削 设 l=一端余量 2l=0.8 2．刀体未加工前的加工基面 精车 2l=1.4 磨削 2l=0.4 3．毛坯车外皮 查表[2] 8—16 两边余量应大于 8 车外皮取 2l=5.4 总 2l=5.4+0.4+1.4+0.8=8mm
毛坯总长度 296+8=304mm 4．毛坯锻造后也要退火 4.2 刀体机械加工工艺规程拟定 工序 1：粗车外圆，端面，层台。
工序 2：粗车另一端面。
工序 3：钻孔，扩钻，车空刀，倒棱；粗镗同时精车二层台，精镗，精车端面。
工序 4：铣另一端面。
工序 5：精车另一端面 层台，精车外圆。
工序 6：拉键槽。
工序 7：内孔高频淬火。
工序 8：以一端面定位，磨内孔。
工序 9：磨另一端面。
工序 10：铣齿形。
工序 11：铣配合深槽。
工序 12：铣刃背。
工序 13：铣旁牙。
工序 14：磨配合深槽。
工序 15：打字头。
4.3 刀体加工工序分析 工序一 ：粗车外圆，端面，二层台 毛坯尺寸 L=304mm 工序 1：粗车外圆、粗车端面、粗车二层台 工序尺寸：留精车外圆余量 1.7mm。
端面留 1.3mm余量，用于精车一次磨两次。
车 二层台，留精车 1.3mm,精车一次磨两次。
卡出部分要求有 210mm。
=145.3mm 二层台长为 15.3mm 1．粗车外圆 mm 查表[2] 9——18 查表[2] 12——1 1．粗车另一端面
查表[2] 9——16 查表[2] 12——1 背吃刀量 =3mm 进给量 f=0.8mm/r 车削速度 v=72m/min 由机床转速公式 n= 得主轴转速 n= =92r/min 工作台每分钟进给量 =fn=0.8 92=73.6mm/min 基本工时确定 = 其中——切削加工长度。
——刀具切入长度，+（2~3）——刀具切出长度，mm。
——试切附加长度。
——进给次数。
由 L=152mm +（2~3）= + 2 = 5mm
= 3mm =0 =1 所以 = = =1.8min 辅助时间 =（0.15~0.20）取 = 0.20 则 = 0.20 =0.2 总的加工时间 t= 工序二 ：粗车另一端面 1．粗车外圆 mm 背吃刀量 =3mm 进给量 f=1.2mm/r 车削速度 v=72m/min 由机床转速公式 n= 得主轴转速 n= =92r/min 工作台每分钟进给量
=fn=1.2 92=110.4mm/min 基本工时确定 = 其中——切削加工长度。
——刀具切入长度，+（2~3）——刀具切出长度，mm。
——试切附加长度。
——进给次数。
由 L=152mm +（2~3）= + 2 = 5mm = 3mm =0 =1 所以 = = =1.5min 辅助时间 =（0.15~0.20）取 = 0.20 则 = 0.20 =0.2
总的加工时间 t= 2．粗车端面 背吃刀量 =3mm 进给量 f=0.8mm/r 车削速度 v=72m/min 由机床转速公式 n= 得主轴转速 n= =92r/min 工作台每分钟进给量 =fn=0.8 92=73.6mm/min 基本工时确定 = 其中——切削加工长度。
——刀具切入长度，+（2~3）——刀具切出长度，mm。
——试切附加长度。
——进给次数。
由 L=152mm
+（2~3）= + 2 = 5mm = 3mm =0 =1 所以 = = =1.8min 辅助时间 =（0.15~0.20）取 = 0.20 则 = 0.20 =0.2 总的加工时间 t= 3 ．粗车二层台 背吃刀量 =3mm 进给量 f=1.3mm/r 车削速度 v=72m/min 由机床转速公式 n= 得主轴转速 n= =92r/min 工作台每分钟进给量
=fn=1 92 = 119.6mm/min 基本工时确定 = 其中——切削加工长度。
——刀具切入长度，+（2~3）——刀具切出长度，mm。
——试切附加长度。
——进给次数。
由 L= =52.2mm +（2~3）= + 2 = 5mm = 3mm =0 =6 所以 = = 3min 辅助时间 =（0.15~0.20）取 = 0.20 则 = 0.20 =0.6min
总的加工时间 t= 3+0.6=3.6min 工序三 ：钻孔，扩钻，车空刀，倒棱；粗镗同时精车二层台，精镗，精车端面 1．钻孔 =30mm 查表[2] 9——32 查表[2] 12——2 f=0.4 mm/r v=18 m/min n= = =191r/min t= = =4.2min L——刀具切入长度——刀尖长度 +（1~2）——附加长度 L=304mm 2．扩孔 =57.5mm 查表[2] 9——41 查表[2] 9——43 查表[2] 12——2
=2.5mm f=1.0 mm/r v=13 m/min n=84 r/min 3.5min——加工计算长度——附加长度（1~2）=2mm 3．粗镗 =59.25 查表[2] 9——52 查表[2] 12——1 =3mm f=0.3 mm/r v=18 m/min n= = =97r/min t= = =4.4min 车空刀 =62，L=2 4．精镗 =59.5 查表[2] 9——52 查表[2] 12——1
=0.5mm f=0.15 mm/r v=18 m/min n= = =97r/min t= = =8.7min 5．精车端面 查表[2] 9——16 查表[2] 9——18 查表[2] 12——1 =0.5mm f=0.2 mm/r v=72 m/min n= = =92r/min t= = =2.3min D工件外径 d 工件内径 D=145.3mm d=60mm 6．精车二层台 查表[2] 9——16
查表[2] 9——18 查表[2] 12——1 =0.5mm f=0.15 mm/r v=72 m/min n= = =92r/min t= = =0.8min L二层台长度 L=15.3mm 7．车空刀、倒角估计工时 3分钟 T=4.2+3.5+4.4+8.7+2.3+0.8+3=27min 工序 4 ：铣另一端面 查表[2] 9——70 查表[2] 12——3 =0.5mm =0.2 mm/ z v=60 m/min n= = =138r/min t= 加工长度 切入长度
刀离工件长度 铣刀每齿进给量 =145.3mm =150mm =3mm 工序 5 ：精车另一端面二层台，精车外圆 查表[2] 9——16 查表[2] 12——1 =0.5mm f=0.18mm/r v=72m/min n= = =92r/min t=——工件总长——一侧二层台长度 =296mm =15.3mm 工序 6 ：拉键槽 查表[2] 9——57 f=0.1mm/r v=3.2m/min
K=1.8 参考拉刀数据 前导部长 296mm 切削部分 500mm 数刮部分 60mm 总长 L=296+500+60=856mm t= = =0.5min 拉两次 t=1min 工序 7：内孔高频淬火 目前热处理方法中，对于复杂加工件热处理时的变形还未能解决，特别是工件很重时，造成淬火时的极大不便。
因此，为了减少刀体的变形，决定用表面淬火，其他地方不淬火使用上没有影响。内孔淬火采用高频电热法淬火。
工序 8 ：磨内孔 1．粗磨 查表[2] 9——79 查表[2] 12——4 查表[3] 8——8 =26m/min =40m/min =0.015
=0.3 K=1.1 n= = =212r/min t= = =1.2min 纵进给量 单面加工余量 双行程磨削深度 K磨削系数 L工作长度 =0.5 mm L=120mm 2．精磨 查表[2] 9——81 查表[2] 12——6 查表[3] 8——8 =26m/min =40m/min =0.0079mm =0.1mm K=1.5
n= = =212r/min t= = =1.8min 纵进给量 单面加工余量 双行程磨削深度 K磨削系数 L工作长度 =0.3 mm/r L=120mm 工序 9 ：磨另一端面 查表[2] 9——81 查表[2] 12——6 查表[3] 8——8 =30m/min =20m/min =0.0093 mm/双行程 =0.1mm K=1.2 n= = =106r/min t= = =1.4min
纵进给量 单面加工余量 Z同时加工工件数 单行程磨削深度 K磨削系数 L工作长度 Z=1 =0.3 mm/r L=B+b+10=40+84+10=134mm 工序 10 ：铣齿形 查表[2] 9——70 查表[2] 12——3 =0.5mm =0.08 mm/ z v=60 m/min n= = =77r/min t= 铣刀每齿进给量 D刀体外径 D=248mm 工序 11：铣配合深槽。
查表[2] 9——67 查表[2] 12——3 =8mm =0.15mm/z v=120 m/min n= = =188r/min t= 加工长度 h 总裕量 铣刀每齿进给量 Z加工齿数 =248mmmm h=129 55=74mm Z=10 工序 12：铣 刃背。
查表[2] 9——67 查表[2] 12——3 =8mm =0.15mm/z v=30 m/min n= = =60r/min
t= 加工长度 h 总裕量 铣刀每齿进给量 Z加工齿数 K考虑开始切削宽度很窄取个系数 =248+10+10=268mm h=66 26=40mm Z=40 K=0.9 工序 13：铣旁牙。
查表[2] 9——67 查表[2] 12——3 =8mm =0.05mm/z v=25 m/min n= = =318r/min 估计工时 10分钟 辅助工时较长 工序 14：磨配合深槽。
查表[2] 9——81 查表[2] 12——4
查表[3] 8——8 v=20m/min =0.015 mm/双行程 =0.3mm K=1.7 t= = =2.2min 纵进给量 单面加工余量 双行程磨削深度 K磨削系数 L工作长度 b 工作台宽 z 一次磨削工件数 =0.5 mm/r L=300+30+30=360mm z=1 b=18mm 工序 15：打字头。
估计工时为 3分钟。
5 齿轮滚刀检验标准 5.1 齿轮滚刀的检验标准（1）滚刀的加工表面不应该有裂口、裂纹、凹纹、凹缺、斑点、锈迹及 其他金属缺陷，表面粗糙度应符合图纸要求。
（2）滚刀刀齿的工作部分，内孔及端面不得有刻痕及锯齿形缺口。
（3）滚刀齿形表面必须仔细磨光。
（4）齿的前倾面必须磨惪锐利，不得有毛刺、崩刃、锯齿形缺口，并且不得有失去光泽及回火颜色的情况。
（5）滚刀的支持端面和二层台必须磨光，不得有未磨光之处。
（6）滚刀内孔必须全部磨光，不得有未磨光之处。
（7）键槽必须精加工。
（8）刀片应镶在刀体上，一并进行铲磨。
（9）压紧环、楔片应符合图纸要求。
6 检测装置的设计 6.1 检测装置总体方案设计 6.1.1 系统运动方式确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、直线控制系统、连续控制系统。其中直线系统是指被控制件沿平面内平行于导轨做直线工作的系统，由于齿轮滚刀齿形是直线，检测齿形误差只需沿直线运动，所以选择点位直线控制系统。
6.1.2 伺服系统的选择 开环伺服系统在负荷不大时多采用功率步进电机作为伺服电机，开环控制系统由于没有检测反馈部件，因而不能纠正系统的传动误差，但开环系统结构简单、调整容易、在速度和精度要求不太高的场合广泛应用；闭环伺服系统具有在设备移动部件上的检测反馈元件来检测实际位移量，能补偿系统的传动误差。因而伺服控制精度高，闭环系统造价高、结构复杂、调试困难，多用于精度要求高的场合。
此仪器属于测量仪器，分辨率为 0.005mm，所测齿轮滚刀和加工的齿轮精度：8级，所以采用闭环伺服系统。
6.1.3 执行机构的确定 为保证数控的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装配时，通常采用低摩擦、低惯量、高刚度、无间隙、高谐振以及有适宜的阻尼比要求的传动方式。考虑以上几点，本设计采用以下措施：
1、尽量采用低摩擦的传动和导向元件。如采用滚珠丝杠螺母副、滚动导轨、线性导轨等。
2、提高系统的传动刚度。如丝杠支撑设计成两端轴向固定，并加预拉伸的结构提高传动刚度。
6.1.4 系统的工作原理 镶片式齿轮滚刀轴向截面的齿形是直线。千分表的轨道设计成与水平成 夹角的关系，滚刀由两个顶尖来固定，由于滚刀的齿形一侧刚好与水平线成 夹角关系，这样移动千分表就可以测量滚刀的齿形误差了。
6.1.5 设计方案的可行性分析 本设计中，关键问题有：
1、横向、纵向进给精度的保证。
2、斜线轨迹的行成。
3、被测齿轮滚刀在装置中分度精度的保证。
通过以上问题的分析采用以下相应的措施：
1、采用步进电机驱动丝杠。带动工作台运动。
2、采用斜轨道来测量 夹角，更加准确。
3、采用脉冲电机保证分度精度。
通过对机械原理课程的学习和分析得出装置原理可行。通过对机械设计课程的学习和分析得出装置原理可行。通过对机械制造装配设计课程的学习和分析得出装置原理可行。
总 结 通过此次的毕业设计，我对齿轮滚刀和滚刀的测量装置有了进一步的了解。在设计过程中，针对齿轮滚刀的结构和滚刀的测量装置进行了一次次的分析，解决了很多难题，最终完成了全部的设计任务。
在齿轮滚刀的结构设计过程中，首先对滚刀结构、工作原理分析之后，决定设计采用机械装夹固定刀片的齿轮滚刀。基本思路是：在刀体上开出容屑槽，槽的一面和刀片的底部各有一定角度的斜面。在热处理后，刀槽与刀片的接触均需磨削过，然后把刀片压入刀槽内，在压入楔片紧固，并在滚刀的两头磨出刀片和刀体共有两个圆柱形凸肩，在把压紧环加热到一定温度，套到凸肩上去，压紧环冷却后，孔径减小，因而紧紧地把刀片压在刀体上，然后再用螺栓把压紧环紧压在刀体的端面上。对于滚刀的测量装置，设计的测量滚刀的齿形误差，经过多次的分析比较确定了设计方案，主要针对三个难题：（1）检测装置的横向和纵向运动的实现；（2）检测装置精度的保证；（3）被测滚刀分度精度。相应的措施是采用步进电机驱动丝杠，带动工作台运动，采用斜轨道来测量 夹角，更加准确采用脉冲电机保证分度精度。
致 谢 本文主要阐述了镶片式齿轮滚刀与滚刀测量装置的设计，通过此次设计使我对齿轮滚刀加工过程与设计产生了浓厚的兴趣，同时，受我主修专业的影响，我已经习惯于设计带来的一系列机遇与挑战。
本篇论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有导师的指引和赠与，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的学术成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文后，涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜，而是源自心底的诚挚感谢。首先要对我的指导老师黄微老师，对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和细心指点，使我在完成论文的同时也深受启发和教育。其次要感谢我的同学们对我的帮助，纠正了我不少的错误，也给了我不少的启发。最后由衷的感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生些许积极的价值！
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